為了了解對電纜都有些什么要求,以及構成一條“良好”的電纜都有哪些因素,對于了解電纜的作用是有幫助的。最簡單形式的電纜,就是在兩臺設備之間傳送電流。因此,準確地說,可以認為電纜是一種和電阻、電容一樣的電器元件,并且,在實際上,它具有這兩者的屬性。電纜發現其本身乃是范圍寬廣的各種不同的線路中的一部分,但我們將在這里看看話筒與電纜的連接。
在這里引入一些基本的電學理論將對我們有所幫助,因此,讓我們首先從阻抗開始。阻抗是在AC(交流)電路中與DC(直流)電路中的電阻相似的東西,它反抗電路中的電流流動,并且也用歐姆表示(不過它不能夠用直流電表來測量)。阻抗(Z)包括容抗分量和感抗分量以及直流電阻分量。這些電抗隨著電路中流過的信號頻率而變化,當頻率降低時容抗增大,而感抗則隨著頻率的升高而增加。
由于阻抗是通常用來描述一個話筒的參數之一,所以辨別話筒的阻抗特關重要——高阻抗的話筒比低阻抗式話筒產生較高的輸出電壓,并且要求的放大量較低。但多數專業的話筒為低阻抗,并且在其放大器的前端需要輸入變壓器以提升話筒信號的電平,低阻抗話筒有很多的優點,這些優點對電纜很有意義。當話筒與電纜的容抗連接在一起時,高的信號源阻抗會使高頻衰減,而低的信號源阻抗則可以減少這些高頻的損失,并且在使用比較長的電纜時帶來的干擾更少。
其他減少干擾的有效方法是使用平衡線路連接,平衡線路連接比簡單的雙線線路為好——最常見的平衡線路使用三個插針的XLR插頭座連接,這種連接比單聲道的四分之一英寸插頭座要好。XLR除了連接公共點(大地或底板地)之外,還使用兩根不同的信號線。這些信號線攜帶相同的電信號,但一者對于另一者是反相(極性相反)的。這并不能阻止進入到線路中的干擾,但它意味著當反相信號再次反相并且在線路接收端加到in-phase(同相)信號上時,由于兩個干擾分量是反相的,因而互相抵消掉。這種傳輸方法另外的優點是:它不再需要把相同的接地點延伸到線路的各處,因而有助于避免干擾信號形成地回路。
理想地,平衡線路的每一邊對地提供相等的阻抗。不平衡信號可以由使用作為導線對(pair)的“熱”端和作為公共端的地而產生。浮地線路沒有對地參考,因此線路的一邊必須接到公共端以使它不浮地(unfloat)。
電纜的結構
低阻抗話筒平衡線路使用的基本電纜是一種屏蔽的絞合導線對。它由兩條絞合在一起而又互相絕緣(經常使用填充物)的銅導線組成,用銅作屏蔽并且包上保護套管或保護膜。消除干擾的能力取決于感應進入兩根信號導線的噪聲的相等程度,并且用把兩根導線絞合在一起,使它們之間的距離減到最小的方法,以幫助平衡他們接收到的外部干擾和改善共模抑制比(CMRR)。該兩導線還起到接收電磁干擾(EMI)的天線的作用。兩根導線距離越遠,天線變得越大,而它從干擾源(例如變壓器、日光燈鎮流器、到舞臺的交流線路等等)接收到的干擾就越強。
任何電纜的導體粗細均取決于它需要負載的電流大小。在作為話筒電纜使用的情況下,該電流應該說不超過10微安,功率小于1微瓦。許多低阻抗話筒電纜使用美國線規AWG24號的導線,而多對的蛇形(snake)電纜為把七股AWG32號絞合成的AWG24號導線。在每根導體中使用多股導線可以使電纜柔軟,并且還有助于延長它的使用壽命。由于歌唱者們使用手提話筒會有移動一根電纜達到七個小時的習慣,在這種情況下,經常需要更細的多股線絞合成較粗的導線,有時候會粗到AWG18或者20號。然而,由于應用了過粗的導線可能損害電纜的聲學特性。
其他被廣泛地使用的電纜類型為星形四心導線。這種屏蔽的四導線結構是有效地把兩對導線絞合在一起的。把四條細的導線安排在大一點的空間中,進一步把對電磁干擾的抑制改善到一個達到10(即20dB)的系數。這使得星形四芯電纜在話筒及平衡線路中應用(例如在現場音樂會和電視制作)時非常受人歡迎,在這些地方,經常有大量照明和攝像設備用的電源電纜圍繞著表演者。